Column

Zonnesteengelovigen

Edouard Vuillard. Le rameur (1897)

Dus de Vikingen gebruikten misschien echt een zonnesteen voor hun navigatie tussen Denemarken, Noorwegen, IJsland en Groenland? Ze hadden ontdekt dat het licht onder donkere wolken nog net zo gepolariseerd is als de blauwe hemel en dat bepaalde kristallen de polarisatierichting zichtbaar kunnen maken? Ze wisten ook precies hoe uit de waargenomen polarisatierichting de plaats van de zon te vinden was? Niets is onmogelijk, maar de vraag is of experts snel overtuigd zijn.

Deze week gaven Franse en Britse onderzoekers in de Proceedings of the Royal Society A een beschrijving van een groot kristal dat was gevonden in het wrak van een Brits schip dat in 1592 zonk bij Cherbourg. Eerste auteur is Albert Le Floch. Het kristal wordt beschreven als ‘Iceland spar’ (IJslandspaat) en blijkt te bestaand uit calciumcarbonaat: calciet. De meest in het oog springende eigenschap van calciet is dat het dubbelbrekend is. Kijk je door een helder stuk calciet dan zie je de omgeving in bijna alle gevallen dubbel.

Met een speciaal foefje, dat Le Floch c.s. in detail beschrijven, is er de polarisatierichting van het licht inderdaad mee te vinden. En daarmee de plaats van de zon, ook als de zon al onder is of achter de wolken schuilt. En als de Engelsen dat nog in 1592 gebruikten, dan geeft dat steun aan het aloude verhaal dat de Vikingen met net zo’n soort kristal de zeeën bevoeren. Dat schrijven Albert Le Floch cum suis.

Maar experts moeten het nog zien. In de eerste plaats blijft er onder een dik wolkendek van de polarisatierichting van de blauwe hemel niets bruikbaars over, zegt Günther Können. Het licht is daar horizontaal gepolariseerd, daar heb je niets aan. Onder een dun wolkendek en in mist blijft de bruikbare polarisatierichting zwak bestaan, dat is waar. Maar die richting zal je dan toch liever bepalen met dichroïde kristallen zoals toermalijn en cordieriet. Die geven de polarisatierichting net zo direct aan als de glazen van een polaroidbril.

Können, oud KNMI-medewerker, publiceerde in 1980 het boek ‘Gepolariseerd licht in de natuur’ dat later in het Engels is vertaald. Het staat op internet. Hem lijkt het bericht van Le Floch onzin. Een canard, om precies te zijn. Können gelooft niet in zonnestenen.

De buitenstaander vraagt zich natuurlijk in de eerste plaats af wat een calcietsteen nog kon toevoegen aan de waarde van het magnetisch kompas. Dat was op dat schip uit 1592 zeker aan boord. Natuurlijk werd dat beïnvloed door allerlei ijzeren en andere ferromagnetische attributen, maar het is al een oude maritieme traditie om daarvoor te compenseren. Als de attributen tijdens de reis maar op hun plaats blijven. Dat je een soort achtervang in de vorm van een zonnesteen nodig had, dat heeft Le Floch zelf bedacht.

Het is jammer dat Le Floch niet vertelt hoe hij denkt dat de Vikingen de juiste kant op konden varen als ze eenmaal wisten waar de zon stond. Hoe vonden ze het noorden of het zuiden? Bedenk dat ze geen uurwerken hadden, zelfs geen zandlopers. Mogelijk gebruikten ze een draagbare zonnewijzer, een gnomon. Er is een ronde stenen schijf gevonden waarop de hyperbolische schaduwlijnen zouden staan die een zuiltje dat vertikaal uit de schijf oprijst op de horizontale steenvlakte werpt, hoe zeg je dat. Voor elke week een andere lijn, maar als je de lijnen eenmaal hebt kom je een heel eind.

Hoewel: probeer zo’n gnomon maar eens horizontaal te houden in een dansend Vikingschip. Bedenk ook dat bij lage zonnestand de schaduw van de schijf loopt. En dat de geografische breedte van invloed is. Last but not least: als er geen zon is (en dat was nu net het probleem) dan is er ook geen schaduw. In 2011 is door Gábor Horváth, ook al een zonnesteenadept, gesuggereerd dat de ene Viking dan een fakkel omhoog zou houden in de richting van de plek waar de zon vermoed werd en dat dan de andere Viking gauw op zijn gnomon zou kijken waar het noorden was. Stel je het geploeter voor op de woelige baren. Met zo’n rare helm op je kop.

De AW-redactie, die ook wel eens op zee komt, vindt het waarschijnlijker dat de Vikingen zich oriënteerden op de plaats waar de zon opkwam en onderging. Hoe egaal de hemel ook met wolken is bedekt, de plaats van op- of ondergang tekent zich altijd wel oranjerood af. Na de op- of ondergang koers je een aantal uren op de wind en dan oriënteer je je opnieuw.

Wat moet hij toch met dat schilderij, denkt de lezer. Dat zit zo. Het menselijk oog is ongevoelig voor het polarisatieverschijnsel, dat is bekend. Toch is de mens in staat om zonder hulpmiddelen vast te stellen dàt het licht van de blauwe hemel gepolariseerd is. Günther Können realiseerde zich dat voor hij zijn boek schreef en hij is misschien wel de eerste die het expliciet heeft genoteerd. De kleine schetsjes hier linksboven laten zien in welke richting het licht van de blauwe hemel is gepolariseerd als de zon hoog of heel laag staat. (De figuurtjes stellen de hemelkoepel voor, met het zenit in het midden. De waarnemer kijkt omhoog.) Als de zon flink laag staat is er een deel van de hemel dwars op de zonnerichting dat vertikaal gepolariseerd is. Weerspiegelt dat stuk hemel tegen een wateroppervlak (dat de eigenschap heeft licht horizontaal te polariseren) dan dooft bijna alle licht uit. Bij lage zonnestand zijn er dus delen van de blauwe lucht die niet weerkaatsen, ze worden zwart, het is elke dag opnieuw te zien. Het is pas laat beschreven, maar al lang geleden waargenomen. Zoals door Édouard Vuillard in 1897. Zie hoe laag de zon staat in ‘De roeier’. Het zwart zit rechtsonder.